{"id":105390,"date":"2024-06-18T09:38:06","date_gmt":"2024-06-18T09:38:06","guid":{"rendered":"https:\/\/barc.com\/?p=105390"},"modified":"2024-06-18T09:38:08","modified_gmt":"2024-06-18T09:38:08","slug":"data-quantum-computing-risiken","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/barc.com\/de\/data-quantum-computing-risiken\/","title":{"rendered":"\u201eIts All About Data\u201c \u2013 und deren Schutz"},"content":{"rendered":"\n

K\u00fcrzlich hatten wir Gelegenheit an der Post Quantum Cryptography (PQC) Konferenz von Fraunhofer AISEC teilzunehmen. Dabei ging es im Wesentlichen um die Frage, welche Gefahren f\u00fcr Daten in Unternehmen in Zukunft, aber auch schon heute bestehen und zwingend auf die CIO-Agenda geh\u00f6ren.<\/p>\n\n\n\n

Um es in einem Satz zusammenzufassen besteht die Gefahr durch potentielle Angreifer in \u201eStore Now, Decrypt Later\u201c. Dass Hacker-Angriffe kontinuierlich passieren und gelegentlich auch zu \u201esichtbaren Erfolgen\u201c f\u00fchren, ist jedem Datenverantwortlichen bewusst. Die weitaus gr\u00f6\u00dfere Bedrohung f\u00fcr Unternehmen besteht jedoch darin, dass Daten unbemerkt aus Unternehmensumgebungen kopiert werden (\u201einvisible hacking\u201c) und zu einem sp\u00e4teren Zeitpunkt mittels Quanten-Computing entschl\u00fcsselt werden. Man mag hier einwenden, dass die Daten von heute zum Zeitpunkt einer potentiell sehr viel sp\u00e4teren Dekodierung nicht mehr relevant sein k\u00f6nnen. Dieses Risiko sollten die Verantwortlichen jedoch nicht eingehen.<\/p>\n\n\n\n

Quanten-Computing befindet sich vielfach noch im experimentellen Stadium, was sich unter anderem darin ausdr\u00fcckt, dass die Entwickler immer noch auf der Suche nach den richtigen Aufgaben sind, die sich mit Quanten-Computing besser (oder \u00fcberhaupt erst l\u00f6sen lassen) als mit klassischen bin\u00e4ren Computern. Dar\u00fcber hinaus scheint sich noch nicht klar abzuzeichnen, welche Quanten-Computing-Basistechnologie letztlich diejenige sein wird, auf der dann alle Weiterentwicklungen des Quanten-Computing aufbauen werden.<\/p>\n\n\n\n

Derzeit existieren verschiedene Ans\u00e4tze f\u00fcr Quanten-Computing (z.B. superconducting qubits, ion trap qubits, quantum dots qubits, topological qubits, color center qubits on SiC, optical tweezers-based qubits, photonic quibits, \u2026). Einige davon sind vielversprechender, andere weniger. So eignen sich Quanten-Computer, die auf Annealing-Technik basieren, praktisch nur f\u00fcr sehr spezielle Optimierungsaufgaben, f\u00fcr die sie explizit entwickelt wurden. Sie sind aber weitgehend ungeeignet zur L\u00f6sung von Kryptographie-Aufgaben. Am weitesten entwickelt sind derzeit Quanten-Computing-Ans\u00e4tze, die auf 2D-Transmonen basieren, die in supraleitenden Qubits zum Einsatz kommen. Insbesondere Google und IBM setzen auf diese Technologie. Die wesentliche Entwicklungsrichtung besteht derzeit darin, Error-Correction-Funktionen so zu verbessern, dass das immer vorhandene Rauschen in den Zust\u00e4nden der Qubits beherrschbar wird, um zuverl\u00e4ssig reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.<\/p>\n\n\n\n

Auf der anderen Seite stehen Ion-Traps-Ans\u00e4tze (Ionenfallen), die zun\u00e4chst als L\u00f6sung f\u00fcr viele Probleme des Quanten-Computing galten, bei denen sich aber herausgestellt hat, dass die Zahl der St\u00f6rungen mit der Zahl der erforderlichen Ionen \u00fcberproportional ansteigt; d.h., dieser Ansatz ist derzeit nicht gut skalierbar. Relativ neu ist dagegen eine Technik, die auf Rydberg-Atomen basiert. Dabei handelt es sich um Atome, die sich in sehr hohen Anregungszust\u00e4nden befinden (bis kurz vor einer Ionisierung). Im Moment wird dies als eine neue vielversprechende Technologie angesehen.<\/p>\n\n\n\n

Wie man sieht, gibt es sehr unterschiedliche technologische Ans\u00e4tze zur Realisierung eines frei programmierbaren Quantencomputers. Welche der Basistechnologien sich letztlich durchsetzen wird, l\u00e4sst sich derzeit nicht mit Sicherheit vorhersagen. Es k\u00f6nnen \u00fcberraschend auch immer wieder neue Basistechnologien auftauchen, die im Moment eine verl\u00e4ssliche Prognose unm\u00f6glich machen. Aus diesem Grund ist es auch nicht verwunderlich, dass es (noch) kein Moore\u2018sches Gesetz f\u00fcr die Entwicklung der Leistungsf\u00e4higkeit von Quantencomputern gibt, da es in der aktuellen Entwicklungsphase immer wieder zu Diskontinuit\u00e4ten kommen kann. Entwicklungsvorhersagen \u00e0 la Moore\u2018s Law k\u00f6nnen nur in konvergierten Technologieumgebungen wie der siliziumbasierten Prozessor- und Speichertechnologie angewendet werden. An diesem Punkt sind wir beim Quanten-Computing aber noch nicht angelangt, da es immer wieder schnell zu neuen Durchbr\u00fcchen und auch kompletten Richtungswechseln in Forschung und Entwicklung kommen kann.<\/p>\n\n\n\n

Ansonsten ist derzeit davon auszugehen, dass kommerziell verf\u00fcgbare Quanten-Computer-Systeme in sp\u00e4testens zehn Jahren allgemein verf\u00fcgbar sein werden. Die Vorhersage \u201ein zehn Jahren\u201c wird zwar schon seit einiger Zeit Jahr f\u00fcr Jahr von der Forschungsgemeinde postuliert; da es aber inzwischen Quantencomputer der zweiten Generation gibt, die bereits in definierten Szenarien zum Einsatz kommen, erscheint die Prognose auch vor dem Hintergrund der folgenden \u00dcberlegungen tragf\u00e4hig:<\/p>\n\n\n\n

Man kann die Entwicklung von Quanten-Computing grob in vier Zeitabschnitte einteilen (insbesondere wenn man die Annealing-Optimierung-Spezialsysteme au\u00dfer Acht l\u00e4sst).<\/p>\n\n\n\n